DE4444201A1 - Kraftfahrzeug mit einer flüssigkeitsgekühlten Antriebsmaschine und einer hydraulischen Servolenkung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Bekanntlich wird die Flüssigkeitskühlung bei Brennkraftmaschinen üblicherweise mittels eines Kühlmittel- Wasser-Gemischs vorgenommen, und zur Erzielung eines Zwangsum­ laufs dieses Kühlmittels findet eine Wasserpumpe Einsatz. In der Regel enthalten derartige Flüssigkeitskühlungen einen thermo­ statgesteuerten Bypass zu einem Flüssigkeits-Luft-Wärmetauscher; dadurch wird eine Anpassung der Kühlwirkung an die jeweilige Maschinentemperatur möglich. Während des Warmlaufs der Maschine ist der definierte Bypass durchgängig, so daß das Kühlmittel um den Wärmetauscher herumgeleitet und damit kaum gekühlt wird, während bei hohen Kühlmitteltemperaturen der Bypass unterbrochen ist und demgemäß das Kühlmittel den Wärmetauscher durchsetzt.

Die hydraulische Servolenkung enthält dagegen einen drucköl­ gespeisten zusätzlichen Kreislauf, dem daher eine weitere, in der Regel als Flügelzellenpumpe ausgebildete Pumpe zugeordnet ist. Bekannt ist auch - siehe nur die DE-PS 31 27 476 oder die EP 0 283 803 A2, B62D 5/07 - die Ausnutzung des von der Pumpe der Servolenkung geförderten Ölüberschusses zum Betreiben weiterer hydraulischer Verbraucher, wie Servobremsvorrichtungen, Bremsschlupfanlagen, Niveauregelanlagen und Einrichtungen zum Betrieb der Gabel eines Gabelstablers. In allen Fällen handelt es sich also um Einrichtungen zur Krafterzeugung. Bekannt ist ferner - siehe z. B. die EP 0 268 173 B1, B62D 5/07 - das Vor­ sehen von Prioritätsventilen in derartigen Fällen, die die bevorzugte Versorgung der hydraulischen Servolenkung mit dem hydraulischen Druckmedium sicherstellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, speziell bei einem gattungsgemäßen Kraftfahrzeug den Aufwand für die Strömungsmit­ telkreisläufe zu verringern.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Aus­ bildungen beschreiben die Unteransprüche.

In Abweichung von dem eingangs beschriebenen Stand der Technik dient bei der Erfindung die Pumpe zur Speisung von zwei Strö­ mungsmittelkreisläufen, die normalerweise mit unterschiedlichen Flüssigkeiten betrieben werden, zumal beide Kreisläufe sehr unterschiedlichen Anforderungen genügen müssen. So arbeitet die Flüssigkeitskühlung mit relativ niedrigem Druck, erfordert jedoch ein Betriebsmittel, das im gesamten interessierenden Temperaturbereich, also zwischen Kältegraden im Winter und hohen Temperaturen bei Vollastfahrt im Hochsommer, eine relativ niedrig Viskosität besitzt und für einen guten Wärmetransport sorgt. Demgegenüber verwendet man üblicherweise für die Servo­ lenkung ein Drucköl, das mittels einer Flügelzellenpumpe in Arbeitsphasen auf einem relativ hohen Druckniveau gehalten wird.

Angesichts dieser sehr unterschiedlichen Anforderungen war die Erfindung das Ergebnis im Rahmen der definierten Aufgabe ange­ stellter umfangreicher Überlegungen, die zunächst die Mehrfach­ ausnutzung anderer Hilfsaggregate der Brennkraftmaschine zum Gegenstand hatten. So könnte man daran denken, die vorhandene Schmierölpumpe der Brennkraftmaschine zur Druckmittelversorgung der Servolenkung heranzuziehen. Wie sich gezeigt hat, ist der Förderstrom dann zwar ausreichend, jedoch werden nicht die für die Servolenkung erforderlichen Druckwerte erreicht. Umgekehrt könnte man daran denken, die Flügelzellenpumpe der Servolenkung zur Versorgung der Brennkraftmaschine mit Schmieröl auszunutzen. Hier ergeben sich jedoch Schwierigkeiten hinsichtlich Verschmut­ zungen durch Ölschlamm und mechanischen Abrieb in der Brenn­ kraftmaschine. Nachteilige Einflüsse dieser Erscheinungen auf die Servolenkung können nur mit zusätzlichen kostenintensiven Maßnahmen vermieden werden.

Wieder eine andere Möglichkeit bestünde im Aufflanschen einer Zahnradpumpe für die Flüssigkeitskühlung ab, die Pumpe der Servolenkung. Dann sind aber Zuführhilfen erforderlich, da die Zahnradpumpen nicht selbstansaugend sind. Wirkungsgradmäßig ergäbe sich keine Verbesserung.

Die erfindungsgemäße Zusammenfassung von Flüssigkeitskühlung und Servolenkung stellt demgegenüber das Optimum dar, zumal das Kühlmittel üblicherweise Korrosionsinhibitoren enthält. Der gesamte Kreislauf von Kühlung und Servolenkung muß vollständig abgeschlossen (z. B. verplombt) sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert.

Die allgemein bei 1 angedeutete Brennkraftmaschine besitzt einen üblichen und daher nicht zu erläuternden Aufbau. Demgemäß sind auch die Kühlkanäle im Zylinderblock und Zylinderkopf nicht besonders herausgezeichnet.

Das Kraftfahrzeug besitzt ferner eine mit ihren wesentlichen Be­ standteilen bei 2 angedeutete Servolenkung, enthaltend vor allem den Arbeitskolben 3 und das an ein Lenkgetriebe angeschraubte Drehkolbenventil 4. Derartige Servolenkungen gehören zum Stand der Technik.

Zur Speisung sowohl der beschriebenen Servolenkung 2 als auch des Kühlflüssigkeitskreislaufs 5 dienen die Flügelzellenpumpe 6 und das mit ihr über die Saugleitung 7 in Strömungsverbindung stehende Reservoir 8 für ein Glykol-Wasser-Gemisch, das sowohl im Hinblick auf die vorkommenden Temperaturen in der Flüssig­ keitskühlung als auch im Hinblick auf die zu erzielenden Druck­ werte in der Servolenkung 2 gewählt ist. Als optimal hat sich hier ein Gemisch von etwa 50 Teilen Glykol und etwa 50 Teilen Wasser herausgestellt.

Die von der Flügelzellenpumpe 6 geförderte Flüssigkeit besitzt einen für die Betätigung der Servolenkung 2 erforderlichen rela­ tiv hohen Druck und wird ungedrosselt über die Druckleitung 9 der Servolenkung 2 zugeführt. Demgegenüber erfolgt die Flüssig­ keitsversorgung der Umlaufkühlung 5 über eine Einrichtung 10 zur Druckreduzierung, die beispielsweise nach Art einer Drossel auf­ gebaut sein kann. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel befindet sich in Strömungsrichtung vor der Brennkraftmaschine 1 ein er­ ster Bypass 11 mit einem ersten Thermostatventil 12, das beim Kaltstart den Bypass 11 durchschaltet, so daß dann zunächst eine relativ schnelle Erwärmung des Kühlmittelvolumens in den Kühl­ kanälen der Brennkraftmaschine 1 sichergestellt ist. Erst bei einer etwas erhöhten Temperatur sperrt das Thermostatventil 12 den ersten Bypass 11, so daß nunmehr die Kühlkanäle der Brenn­ kraftmaschine 1 von der Pumpe 6 her versorgt werden. Nach wie vor ist aber der zweite Bypass 13 durch das ihm zugeordnete zweite Thermostatventil 14 wirksam geschaltet, so daß die Brenn­ kraftmaschine 1 verlassendes Kühlmittel unter Umgehung des Flüs­ sigkeits-Luft-Wärmetauschers 15 und damit weitgehend ungekühlt zur Saugleitung 7 der Pumpe 6 zurück transportiert wird. Erst bei höheren Maschinentemperaturen sperrt das zweite Thermostat­ ventil 14 den zweiten Bypass 13, so daß nunmehr die Flüssig­ keitskühlung ihre volle Wirkung entfalten kann.

Wesentlich für die Erfindung ist also die Verwendung nur einer Flüssigkeit und einer Pumpe zum Betrieb sowohl der Servolenkung als auch der Flüssigkeitsumlaufkühlung. Auf eine zusätzliche Kühlmittelpumpe und einen zusätzlichen Behälter nebst Kühler für eine zweite Betriebsflüssigkeit kann also verzichtet werden.

Claims (3)

1. Kraftfahrzeug mit einer Antriebsmaschine, der eine pumpenbe­ triebene Flüssigkeitsumlaufkühlung zugeordnet ist, und mit einer ebenfalls pumpenbetriebenen hydraulischen Servolenkung, dadurch gekennzeichnet, daß Kühlung (5) und Servolenkung (2) mittels einer gemeinsamen Pumpe (6) aus einem gemeinsamen Reservoir (8) mit einem Kühlmittel-Wasser-Gemisch druckge­ speist sind.

2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Verwen­ dung eines Gemischs aus etwa 50 Teilen Glykol und etwa 50 Teilen Wasser.

3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlung (5) eine Einrichtung (10) zur Druckreduzie­ rung zugeordnet ist.